Изследователите успешно са разработили нов тип интелигентно влакно, което може да генерира енергия и да излъчва светлина без нужда от чипове или батерии. Тези иновативни влакна комбинират безжично събиране на енергия, отчитане и предаване на сигнал в една структура. Когато са вплетени в текстил, те позволяват функции като светлинен дисплей и взаимодействие-базирано на допир, всички без външни източници на захранване.
Изследването е публикувано вНаукаи се счита за голяма стъпка напред в развитието на функционални влакна и интелигентен текстил. Технологията може да промени начина, по който хората взаимодействат със своята среда и помежду си, като същевременно отваря нови възможности за интелигентни текстилни изделия в множество индустрии.
Нова посока за интелигентни носими текстилни изделия
Умните носими устройства вече са станали част от ежедневието. Те се използват широко при наблюдение на здравето, дистанционно медицинско обслужване и взаимодействие човек-машина. Въпреки това, повечето съществуващи носими електроники разчитат на твърди полупроводникови компоненти или устройства, базирани-на гъвкав филм. Тези системи често намаляват комфорта, дишането и мекотата, когато са интегрирани в тъканите.
Електронният текстил, изработен от интелигентни влакна, предлага ясни предимства. Те са по-меки, по-дишащи и по-подходящи за продължително-носене. Днес повечето интелигентни влакна са проектирани с помощта на традиционна „архитектура на фон Нойман“, където базираните на силиций-чипове обработват данни. Необходими са различни оптични модули за отчитане, захранване и предаване на сигнал. С добавянето на повече модули тъканите стават по-тежки, по-дебели и по-малко гъвкави.
Откриване на чип{0}}Безплатна интелигентна влакнеста архитектура
По време на експеримент изследователски екип от университетска лаборатория за модерни функционални материали наблюдава неочакван феномен: влакно започва да излъчва светлина, когато е поставено в безжично електромагнитно поле. Това откритие доведе до разработването на напълно нова концепция, известна като интелигентно влакно "не-фон Нойманова архитектура".
За разлика от традиционните дизайни, това ново влакно интегрира събирането на енергия, отчитането и предаването на сигнала в едно влакно. Премахва необходимостта от отделни чипове, батерии или сложни електронни модули, като значително намалява теглото и твърдостта.
Как действат влакната
Електромагнитните полета и вълните са навсякъде в ежедневието. Тези източници на околна енергия действат като безжична движеща сила за новото влакно. Човешкото тяло играе важна роля като среда за енергийно взаимодействие, като помага за насочването на електромагнитната енергия към затворен контур, образуван от влакното, тялото и земята.
В прости демонстрации влакното излъчва светлина и генерира електричество, когато се докосне от човешка ръка. Този визуален ефект подчертава способността му да реагира директно на човешкото взаимодействие.
Влакното има три-слойна структура ядро–обвивка:
Основен слой:Влакнеста антена, изработена от найлон със сребърно- покритие, използвана за усещане на променливи електромагнитни полета
Среден слой:Диелектричен слой, който подобрява ефективността на свързване на енергията
Външен слой:Чувствителен към електрическо поле-светлоизлъчващ-слой
Суровините са с ниска-цена и както производството на влакна, така и обработката на текстил използват зрели производствени техники.
Практически приложения и бъдещ потенциал
Без да използват чипове или батерии, изследователите вече демонстрираха текстилни-дисплеи и безжично предаване на сигнал с помощта на това влакно. Според експерти от национална лаборатория за модифициране на влакнести материали, тази технология има силен потенциал за използване в ежедневното облекло и аксесоари.
Когато тези текстилни изделия влязат в контакт с човешкото тяло, те могат да осигурят видимо усещане чрез излъчване на светлина, интерактивна обратна връзка и дори ярко осветление. Различните движения и пози на тялото могат да генерират уникални безжични сигнали, позволяващи управление на-базирани на жестове електронни устройства.
Тези нови възможности биха могли значително да променят начина, по който хората преживяват интелигентния начин на живот, правейки носимата технология по-естествена, удобна и енергийно-ефективна.
източник:Машини и инженерни материали, информационна агенция Синхуа
(Някое съдържание произхожда от обществена информация. Моля, свържете се с нас за премахване, ако има някакво нарушение.)
